R 输入 电压 a V2 b D3 D2

图4－1 单桥式整流电路图

D4 D1 4.2 滤波电路

在整流电路输出波形中由于含有较多的纹波成分，与所要求的波形不太符合。所以在整流电路后接滤波电路以滤去整流输出电压的纹波。而滤波电路常有电容滤波，电感滤波和RC滤波等。本电路采用的是电容滤波电路。如图4－2所示。

图4－2 电容滤波电路图

4.3 稳压电路

典型应用电路如图4－3所示。图中C1、C2用于频率补偿，防止自激振荡和抑制高频干扰；C3采用电解电容，以减少电源引入的低频干扰对输出电压的影响；D是保护二极管，当输入端短路时，给C3一个放电的通路，防止C3两端电压激穿调整管的发射结。

3U17805VinGND+5V+5V1C21100u2C220.1uC190.1C20100uGND

图4－3 稳压电路图

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5 控制部分

在控制部分采用了隔离驱动电路，用光电器件作为隔离元件，利用光耦来隔离强电，以防止强电影响单片机的工作。光电耦合器是由发光二极管和光敏三极管组合起来的器件，发光二极管是把输入边的电信号变换成相同规律变化的光，而光敏三极管是把光又重新变换成变化规律相同的电信号，因此，光起着媒介的作用。由于光电耦合器抗干扰能力强，容易完成电平匹配和转移，又不受信号源是否接地的限制。所以应用日益广泛。

光电隔离的目的是割断两个电路的电气联系，使之相互独立，从而也就割断了噪声从一个电路进入另一个电路的通路。光电隔离是通过光电耦合器实现的。外壳有金属的或塑料的两种。发光二极管和光敏三极管之间用透明绝缘体填充，并使发光管与光敏管对准，以提高其灵敏度，光电耦合器的电路符号如图5－1所示。

度越高。电路如图5－2所示。

U11图5－1 光电耦合器原理图

通过接地电阻可以控制耦合的响应速度和灵敏度。总的来说，电阻越小，响应速

OPTOISO2+9V+5VDD4Z254321 R3951继电器Q58050P1.0R383KU11OPTOISO2D1继电器 LEDR1RES2

图5－2 控制电路图

通过光耦后，利用继电器就可以实现对不同的设备或者其他要控制的设备进行控制，从而实现了弱电来控制强电的功能，也能控制不同的设备。这里用发光二极管来代替，实际上可以控制多个不同的强电设备

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5.1电机驱动模块

该模块主要由芯片L298控制两个电机的正反转，以及改变电机的转速，其电路如图所示。L298 芯片是一种高压、大电流双全桥式驱动器。其中SENSEA、SENSEB分别为两个H桥的电流反馈脚，不用时可以直接接地。VCC，VS是接电源引脚，电压范围分别是4.5～7V、2.5～46V，设计中VCC端与单片机电源端共用5V工作电源，VS端独立接9V电源。ENA，ENB为使能端，低电平禁止输出。IN1，IN2，IN3，IN4为数据输入引脚，OUT1，OUT2，OUT3，OUT4为数据输出引脚。D1~D8是保护二极管

（IN5819），用于释放掉电机停车时产生的反响尖峰电势，否则会击坏L298。

5.2障碍物检测和寻迹模块

障碍物检测和轨迹检测原理是相同的。从经济的角度考虑，该模块选用了反射式光耦，其电路如图所示。反射式光耦由一个红外发射管和一个光敏三极管组成。LM324是电压比较器，当3脚的电平大于2脚时，输出端1脚输出高电平，反之输出低电平。高低电平的值取决于LM324的2脚电平，调整电位器R23使LM324的2脚电压为3V。

避障电路安装在小车的头部的左右两边，分别用于检测左右障碍物。工作过程是：当无障碍物时，不反射红外线，光敏三极管截止，LM324的3脚在R16的上拉作用下为高电平(5V),大于2脚电压(3V)，输出高电平；当遇到障碍物时，反射红外线，光敏三极管导通，比较器3脚接地，小于2脚电压(3V)，输出低电平。单片机根据电平的变化判断有无障碍物，当左边遇到障碍物时小车右转，当右边遇到障碍物时小车左转。

循迹电路安装在小车的底部的左右两边，循迹是通过辨别黑白色来行走。工作过程是：红外发射管发出红外光，当遇到黑色，不反射红外光，比较器输出为高电平；当遇到白线，红个光反射回来，比较器输出为低电平。当左边检测到白色时小车右

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转，当右边检测到白色时小车左转，当两边检测到的都是黑色时小车前进，当两边检测到的都是白色时小车停止。

6 调试结果及其分析

本电路总共设计了8个输入按键，7，8为特殊按键。

当输入一个按键5时，通过红外发射和接收电路，对应的继电器5的设备工作即5号发光二极管发光，而数码管显示工作的设备的个数，就显示1。当再次按下按键5时，5号发光二极管灭，数码管显示0。

当同时按下两个键3和4时，3号和4号二极管亮，数码管显示2。

当按下按键7时，所有设备都不工作，数码管显示0，发光二极管都不发光。 当按下按键8时，所有设备都工作，数码管显示6，发光二极管都发光。 本设计在调试过程中也遇到很多问题。

(1) 电路要求遥控控制距离为4—6m，在利用38KHz的接收头时，虽然能接收到信号，但是接收的距离很有限。经过反复调试，换用40KHz的接收头时基本满足了设计需求。

(2) 由于将3ms的接收脉冲放在1ms的后面，编码解调出现错误，导致接受端无信号输出。解决方法是将3ms的接收脉冲放在前面就可以接收到信号。因为在电路的解码过程中，单片机进行数码帧的接收处理，首先是对3ms的脉冲检验，当第一位低电平码的脉宽小于2ms时就会错误处理。

在初始化过程中，将P1口全置0，但是继电器仍工作，通过反复调试，将初始化的P1口全置1，通过反向使得输出全为0，从而满足上电复位，继电器掉电，满足初始化要求。

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